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基于数学形态学和模糊聚类的旋转机械故障诊断
  • ISSN号:0254-3087
  • 期刊名称:仪器仪表学报
  • 时间:2012.5.5
  • 页码:1055-1061
  • 分类:TH17[机械工程—机械制造及自动化]
  • 作者机构:[1]燕山大学电气工程学院河北省测试计量技术及仪器重点实验室,秦皇岛066004
  • 相关基金:国家自然科学基金(51075349,61077071); 河北省自然科学基金(F2011203207)资助项目
  • 相关项目:基于数据驱动知识发现的智能故障诊断方法与专家系统关键技术
中文摘要:

提出了一种数学形态学与GG(Gath-Geva)模糊聚类相结合的旋转机械故障诊断方法,通过对滚动轴承信号的多尺度形态运算得到信号的形态谱,定量反映了信号在不同尺度下的形态变化特征。为进一步对滚动轴承信号进行故障识别,提取出基于形态学操作的分形维数和描述不同信号形态特征的指标即形态谱熵,并把这2个参数作为GG聚类的故障特征向量,进行聚类分析,同时对GG聚类与FCM(fuzzy center means)聚类和GK(Gustafaon-Kessel)聚类进行了比较。实验证明了基于数学形态学与GG聚类相结合的机械故障诊断方法的有效性,且证明了GG聚类更适合对不同形状、大小和密度的空间故障数据模糊聚类,聚类效果更好。

英文摘要:

A new method for rotating machinery fault diagnosis based on mathematical morphology and Gath-Geva(GG) clustering algorithm is introduced.The mathematical morphological spectrum curves are created using multi-scale morphological opening algorithm with varying flat structure elements,which could show different fault characteristics quantitatively.In order to recognize fault pattern of rolling bearings further,fractal dimension based on morphological operation and morphology spectrum entropy describing morphological characteristics of different signals are extracted;and the two parameters are used as the fault feature vectors of GG clustering algorithm.And the GG clustering is compared with fuzzy center means(FCM) clustering and Gustafaon-Kessel(GK) clustering.Experiment result proves that the machinery fault diagnosis algorithm based on mathematical morphology and Gath-Geva clustering is effective,and GG clustering algorithm is more suitable for the datasets with different shapes,sizes and densities,and has better clustering effect.

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期刊信息
  • 《仪器仪表学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国仪器仪表学会
  • 主编:张钟华
  • 地址:北京东城区北河沿大街79号
  • 邮编:100009
  • 邮箱:yqyb@vip.163.com
  • 电话:010-84050563
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-3087
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2179/TH
  • 邮发代号:2-369
  • 获奖情况:
  • 1983年评为机械部科技进步三等奖,1997年评为中国科协优秀科技期刊三等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:42481